Investigadores de la UNTREF y de CNEA fabrican un sensor que mide calidad del aire en ambientes cerrados

Es sencillo de usar, de bajo costo y planean liberar la patente para facilitar su fabricación.

Una de las principales vías de transmisión del coronavirus se da a través de los aerosoles, partículas invisibles que se expulsan con solo respirar y pueden permanecer en el aire desde minutos hasta horas. Sin embargo, la Organización Mundial de la Salud (OMS) tardó en reconocerla como vía de transmisión y puso más énfasis en otras, como el contacto con superficies contaminadas y el contagio a través de gotículas, que son partículas más grandes que expulsamos al toser o hablar, pero que por su peso caen rápido al suelo.

Tras la evidencia científica presentada por diversos grupos de investigación la OMS comenzó a recomendar la necesidad de mantener una buena ventilación de los ambientes cerrados para reducir el riesgo de contagio de COVID-19. Pero, ¿cómo saber si la ventilación de un lugar es adecuada o si debería ser mayor?

Investigadores de la Universidad Nacional de Tres de Febrero (UNTREF) y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), junto con estudiantes de la universidad, desarrollaron un dispositivo sencillo y de bajo costo que mide la calidad del aire en tiempo real.

El aparato tiene un sensor que detecta la concentración de dióxido de carbono (CO2) en el aire, que es el gas exhalado al respirar. Cuando ésta sobrepasa las 1000 partes por millón (PPM) en un ambiente cerrado, se considera que el riesgo de contagio si hubiera alguien con COVID es alto, por lo que es necesario mejorar la ventilación del lugar.

El dispositivo está construido con bioplásticos e impresión 3D. Tiene la forma de una copa de vidrio y se hizo de esta manera para optimizar el ingreso y la medición del aire.

Barato y masivo

“Nuestro objetivo era hacer un detector económico, apto para uso masivo. Ese es el rol de nuestro grupo de investigación: desarrollar tecnologías que se puedan adecuar a nuestras realidades. Si bien hay sensores mucho más precisos en el mercado, como los de tecnología infrarroja, también son mucho más caros. Por eso, nosotros tratamos de hacer algo económico, confiable y que cumpla la función que necesitamos: indicar cuándo es necesario ventilar el ambiente”, dijo Lucio Ponzoni, investigador de la UNTREF y la CNEA, y director del proyecto.

En el grupo de trabajo, denominado Aerogeneradores y Materiales, además de los investigadores de las instituciones mencionadas anteriormente también participan estudiantes de Ingeniería Ambiental, y de la Licenciatura en Higiene y Seguridad del Trabajo. La idea de medir la calidad del aire surgió mientras trabajaban en otro desarrollo del equipo: los aerogeneradores sociales, dispositivos de bajo costo fabricados para generar energía eléctrica a partir del viento. Por la pandemia, decidieron orientar sus esfuerzos a la medición de la calidad de aire en espacios cerrados, como aulas y oficinas.

El dispositivo está construido con bioplásticos e impresión 3D. Tiene la forma de una copa de vidrio y se hizo de esta manera para optimizar el ingreso y la medición del aire. Los investigadores lo diseñaron a partir de modelos computacionales de simulación de fluidos y lo ensayaron en un túnel de viento. En su interior, lleva un sensor que realiza la medición y arroja tres resultados.

Si la concentración es menor a 600 PPM, se enciende una luz verde que indica que el riesgo es bajo. Entre 600 y 1000 PPM, se prende una luz amarilla y la recomendación es ventilar mejor el ambiente. En tanto, si supera las 1000 PPM, se enciende una luz roja y suena una chicharra. Ahí se considera que el riesgo de contagio es alto y se recomienda evacuar el ambiente por un rato, además de mejorar la ventilación.

El equipo también puede conectarse a una computadora para tener un registro de las mediciones en el tiempo.

“Para programar, utilizamos tecnología Arduino (una plataforma abierta y económica). También desarrollamos un algoritmo que mejora la velocidad y precisión de detección con respecto a otros dispositivos del mercado que usan el mismo sensor. El diseño exterior, en forma de copa, junto con el enrejado interno y los orificios radiales, también le dan mayor precisión a la medición”, explicó Ponzoni.

El sensor puede funcionar de forma autónoma con una batería de 9 voltios o enchufarse a un transformador de celular de 5 voltios.

Con respecto a los costos, el investigador señala que mientras los dispositivos más caros pueden llegar a valer alrededor de 1000 euros, el aparato fabricado por ellos tiene un costo que ronda los 20 dólares. “Los más caros son más precisos pero a nosotros no nos cambia nada si la concentración es 559 o 562 ppm. Lo que nos interesa es un rango de medición que nos indique si el ambiente tiene riesgo bajo, medio o alto”, remarca.

Debido a las diversas etapas de restricción en la circulación, los investigadores y estudiantes realizaron gran parte del trabajo de forma online y luego se organizaron para trabajar en forma de burbujas y al aire libre. Actualmente, están probando diversos prototipos y dejaron dos de ellos midiendo de manera permanente para conocer mejor el comportamiento del sensor.

“La idea es que se pueda volver masivo y emplearse en diversas instituciones. Aún no definimos cómo se va a hacer la transferencia pero la idea es patentarlo y liberar la patente para que pueda fabricarlo quien lo necesite. Nuestro rol desde la universidad pública es producir conocimiento y tecnología para dar solución a las problemáticas que tenemos, especialmente pensando en aquellos de menores recursos, por eso siempre ponemos énfasis en el bajo costo”, finaliza Ponzoni.

El desarrollo de los investigadores de la UNTREF se suma a otro similar fabricado en otra universidad del conurbano bonaerense, la Universidad Nacional de Hurlingham (UNAHUR). Ese dispositivo fue desarrollado por un grupo liderado por el físico Jorge Aliaga, quien impulsó junto al Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación la campaña “Ventilar”, con recomendaciones que se pueden leer en este informe para mantener una ventilación continua, cruzada, distribuida y medida.